CN106415047A - 具有用于改善的噪声降低的衰减装置的电磁制动器或离合器装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁制动器或离合器装置(1)，其具有用于向至少一个制动器或离合器盘(7)提供力的电磁可操纵的调节单元，以及具有用于降低噪声的衰减装置(4、8)。作为衰减装置设置有由粘弹性塑料材料制成的一个或多个衰减元件(4、8)，其中，粘弹性塑料材料在受力时在小于约2秒的时窗之内且在室温约为20℃和25℃之间时，相对于其平衡应力具有≥约10％、优选≥约30％的过应力。

Description

具有用于改善的噪声降低的衰减装置的电磁制动器或离合器 装置

技术领域

本发明涉及一种电磁制动器或离合器装置，其具有用于向至少一个制动器或离合器盘提供力的电磁可操纵的调节单元，以及具有用于降低噪声的衰减装置。

背景技术

在操作电磁制动器或离合器装置时，经常在机械元件互相接触时发生不期望的碰撞噪声和不期望的振动。此时，首先观察两种干扰噪声。其一，在操作时产生一种所谓的“吸引噪声”，此时，电枢盘抵靠线圈架并因此抵靠壳体被吸引，并由此通常钢对钢产生。此时，电枢盘的吸引通常通过线圈通电而引起。此外，还有所谓的“脱离噪声”，此时，电枢盘例如借助弹簧压力抵靠制动器电动机被按压。也就是说，这种脱离噪声在线圈电流被切断的时刻停止。

尤其是当制动器或离合器装置在人体附近被操作时，如例如在电梯中的电磁制动器装置那样，必须避免这种不期望的噪声。已经公知有在这样的电磁制动器或离合器装置中的用于噪声降低的不同的衰减装置。因此，例如DE19646493A1提出了一个或多个O形环，该O形环被嵌入到制动器壳体的短的圆筒状的空隙内并稍许通过壳体的表面突出，而电枢盘会碰撞该表面。在O形环之间分别嵌入有由模塑制成的强力板，该强力板相对于装配面突出约0.2mm。该强力版与所提到的O形环一起阻止在制动器通风或者松开时即在切断电流时的金属硬碰撞，因为电枢盘在其朝电磁铁的方向移动时并且借助于O形环和强力板而不会再硬碰撞壳体，而首先由O形环且紧接着由强力板拦截。除了使用在电枢盘和壳体之间的这种衰减装置以外，还设置有长弹性体，该长弹性体被定位在对置盘和电枢盘之间。最后在该公报中提出了一种O形环作为另外的衰减装置，该O形环同心于制动器的轴放置并被嵌入到端部盘的环形槽中并接触对置盘的邻接表面。

DE10143499A1描述了电磁制动器装置中的另外的衰减装置。该衰减装置设置有两个不同的衰减系统，其中，第一个衰减系统具有在平行于中间轴的孔中配置的、通过螺纹销可设定的两个螺栓部，并且塑料垫片就位于该两个螺栓部之间。由防磁材料制成的面向电枢盘的螺栓如此被定位，即，其面向电枢盘的端面少量地通过线圈架的面向电枢盘的端面突出。由此电枢盘在励磁线圈接通时被衰减并且由此避免了吸引噪声。此时，该第一衰减系统具有与同样要使用的第二衰减系统相比较高的刚度或者陡峭的弹簧特性曲线。该第二衰减系统具有明显较低的刚度并因此平坦的弹簧特性曲线，以便可以在电磁铁切断时跟随电枢盘的移动。第二衰减系统包括在轴方向上相对长的、由非磁性材料制成的螺栓，其中，该螺栓通过具有配置在内部的塑料板的O形环由螺纹销加压。此时，防磁螺栓能够在励磁线圈的电流切断时跟随电枢盘。

在电磁制动器或离合器装置中的迄今已知的衰减装置中的问题是以下事实，即，所设置的衰减装置经常对电磁制动器或离合器装置的扭矩特性和开关特性具有负面影响。此时，所应用的衰减装置的弹簧特性曲线越陡峭，则负面影响就越大。

发明内容

这里作成本发明。

本发明具有的目的是，如此改进公知的电磁制动器或离合器装置，即，一方面，在操纵电磁制动器或离合器装置时的开关噪声得到有效降低，并且另一方面，所使用的衰减装置不影响或者仅少量影响电磁制动器或离合器装置的扭矩特性。

该目的是通过一种具有权利要求1的特征的电磁制动器或离合器装置来达到的。

这种电磁制动器或离合器装置的改进在从属权利要求中被提出。

此时，本发明大致建立在以下基础上，即，作为衰减装置设置有由一种粘弹性塑料材料制成的一个或多个衰减元件，其中，粘弹性塑料材料在受力时，如这通过电枢的移动而引起，在小于约2秒的时窗之内且在给定室温约为20℃和25℃之间时，相对于其平衡应力具有≥约10％、优选≥约30％的过应力。

也就是说，根据本发明，采用一种以一个或多个衰减元件作为衰减装置的形式的特殊塑料材料。在此是指一种粘弹性塑料材料，该粘弹性塑料材料是鉴于其特性而特殊被选择的，也就是如此被选择，即，在受力时在约2秒以下的小的时窗之内产生过应力，该过应力比平衡应力大至少10％、优选大30％。

通过该特殊的材料选择保证的是，衰减元件在短时间开关电枢时产生一个高的反作用力(过应力)，该高的反作用力减少电枢的硬碰撞，以便在所谓的松弛时间之内转到平衡状态。这种通过过应力产生的反作用通过在制动器开关时发生的高的加速或者电枢的快速移动而引起。该力现在针对性地用于决定性地延缓电枢移动，然而由于所使用的松弛，该力不具有扭矩影响或者仅具有少量的扭矩影响。

在本发明的一个改进中，然而该改进就本身而言也具有固有特性并且可以独立于权利要求1的主题来使用，其特征在于，所使用的衰减元件的粘弹性塑料材料通过约0.001秒至约20秒的松弛时间在室温约为20℃和25℃之间时被测量。

在本发明的一个优选实施方式中，采用可以被构成为环状或者板状的一个或多个衰减元件，该衰减元件被构成为PUR弹性体(聚氨酯弹性体)并具有约为0.35至0.55的机械损耗因数(根据ISO 10846-2)。此时，所应用的材料应根据DIN 53512具有约8％至20％的所谓的回跳弹性。

合适材料的例子是在Sylomer(注册商标)HD名称下，并且尤其是Sylomer HD 100和Sylomer HD 300是公知的，并且例如由位于德国鲁尔河畔米尔海姆的RRGIndustrietechnik GmbH(RRG工业技术有限公司)公司销售的材料。

在本发明的另一个构成中规定的是，电磁制动器或离合器装置具有电枢盘，电枢盘在摩擦盘的方向上轴向可移动用于离合或制动，以及具有至少一个通过电枢盘接合的套筒。此时，可以在该套筒上或者在该套筒旁边环绕定位一个或多个上述的衰减元件。

在本发明的另一个实施中，一个或多个衰减元件可以配置在电枢盘和对置的装配面之间。

此外，本发明在一个优选实施方式中规定的是，由粘弹性塑料制成的两个板状衰减元件分别成对地围绕电磁制动器或离合器装置的所述的套筒配置。此时，衰减元件优选地可松开地固定在那里。为此，可以提供一种例如被构成为U状的合适的支承设备。此时，可以尤其是采用板状衰减元件，板状衰减元件例如被夹紧固定在支承设备上。

在本发明的一个特殊实施中，支承设备被构成为笼状并且由塑料制成。板状衰减元件则被夹紧到支承设备中。由于夹紧保持，因而有利地无需附加设置任何的夹紧装置或者其他固定装置。

在本发明的一个特殊实施方式中，支承设备被固定在电磁制动器或离合器装置的一个或多个套筒的周围或者之上。

位于本发明范围内的是，电磁制动器或离合器装置是弹簧压力制动器、永久磁铁制动器、膜片离合器或者诸如此类。

附图说明

以下结合两个实施例对根据本发明的电磁制动器或离合器装置进行详细说明。示出以下附图：

图1是弹簧压力制动器的第一实施例的纵剖切图，该弹簧压力制动器具有由粘弹性塑料材料制成的、固定在弹簧压力制动器的电枢盘上的衰减元件；

图2是在装配面未安装时观察电枢盘和位于电枢盘上的支承设备上方的多个衰减元件以及摩擦面的情况下的图1的弹簧压力制动器的端面俯视图；

图3是图2所示的支承设备连同固定在那里的由粘弹性塑料材料制成的衰减元件的各种视图；

图4是在根据图1至图3的弹簧压力制动器中使用的由粘弹性塑料材料制成的衰减元件在电枢盘快速移动和慢速移动时的示意性的力/时间曲线；以及

图5是根据本发明的弹簧压力制动器的第二实施例。

具体实施方式

在以下附图中，只要没有另外规定，附图标记表示具有相同意义的相同部件。

在图1中示出弹簧压力制动器的纵剖切图，该弹簧压力制动器就本身而言，包括要更详细说明的特殊的衰减元件在内是公知的。弹簧压力制动器使用附图标记1表示并且具有壳体1a，在壳体1a中以传统方式定位有励磁线圈2。弹簧压力制动器1还具有电枢盘5，电枢盘5轴向沿着弹簧压力制动器1的中间轴X可移动。在电枢盘5的右边以预定间隔存在有装配面6或者法兰，该装配面6可以是上面安装有弹簧压力制动器1的机器元件或者壁元件或者类似元件的组成部分。在电枢盘5和装配面6之间以同样公知的方式定位有摩擦盘7，摩擦盘7也称为制动器或离合器盘，摩擦盘7与要由弹簧压力制动器1制动的电动机抗旋转地连接并且同样配置在中间轴X的中央。摩擦盘7接合在电枢盘5和装配面6之间并且在图1和图5的实施例中不仅在面向电枢盘5的侧部而且在面向装配面6的侧部分别配设有合适的摩擦衬面11。在图1所示的弹簧压力制动器1的静止状态下，也就是说在励磁线圈2未通电的状态下，存在于壳体1a中的压力弹簧3和压力螺栓10负责使电枢盘5在装配面6的方向上且因此抵靠摩擦盘7按压，从而摩擦盘7被夹紧在电枢盘5和装配面6之间并因此被牢固保持。一旦励磁线圈2被供给电流，则对此电枢盘5克服压力弹簧3的力在图1的示图中朝左被吸引，从而摩擦盘7被释放并且在例如附属的电动机相应地通电时可以旋转。

为了使弹簧压力制动器1的不仅吸引噪声而且脱离噪声消除或者至少强地衰减，设置有不同的衰减装置。为了避免在励磁线圈的通电时电枢盘5硬碰撞壳体1a上的由参照箭头30标记的位置，在壳体1a的外圆周上的绕转的槽1b中存在有由弹性或者粘弹性材料制成的环4，尤其是O形环，该环4在中间轴X的轴方向上观察，在弹簧压力制动器1的静止状态下，也就是说在电枢盘5未被吸引时，以其直径的预定部分在图1中朝右稍许突出到电枢盘5。这个由弹性或者粘弹性材料制成的环4在励磁线圈2的通电时负责使电枢盘5随着接近壳体1a通过由弹性或者粘弹性材料制成的环4受到增加的反作用力，该反作用力在电枢5碰撞碰撞面30之前使电枢5的移动制动。结果是在电枢5吸引时的有效噪声降低。

为了还防止在电枢盘5脱离时、也就是说在励磁线圈3通电结束时的噪声，在图1的剖视图中的电枢盘5的右边的主面上定位有特殊的衰减元件8。

该衰减元件8定位在专门的支承设备9上，如该支承设备9在图2和图3中详细所示。在实施例中，电枢盘5由本来存在的套筒13穿通，该套筒13有三个彼此以120°的角度配置。在该三个套筒13上固定有三个支承设备9。各支承设备9被设计成约U状并且在其左边和右边的U状翼部上支承由粘弹性塑料材料制成的板状构成的衰减元件8。

具有由粘弹性塑料材料制成的衰减元件8的支承设备9的结构和配置在图3中的各种视图中详细示出。图3示出具有固定其处的板状衰减元件8的支承设备9的不仅各种侧视图和俯视图而且立体图。各支承设备9具有卡箍状的中间部9a，在该中间部9a上左右各一个多角形的、近似梯形或正方形的框架延伸出。这些框架在卡箍状的中间部9a的左右由附图标记9b表示。这些框架部9b在一个方向上具有凸出的鼻部9c，在这些鼻部9c之间可以夹紧板状衰减元件8。此时，衰减元件8穿通支承设备9的框架状部9b的框架状开口，并且如在图3右下方所示的三维图中所示稍许朝前突出。另外，板状衰减元件8也稍许通过凸出的鼻部9c朝后突出。由此，板状衰减元件8的两个主面通过支承设备9突出，并因此以其前侧在安装状态下与电枢面6接触，并且该两个主面以其后侧主面与电枢盘5平面贴合。支承设备9是为了固定在其中间部9a中而特殊设计的。该中间部9a具有弧状部9d，该弧状部9d如此被设计，即，它可以被设置在图2所示的套筒13的周围或之上。由于弧状部9d朝其开口侧彼此稍许逐渐变细，因而整个支承设备9可以被夹紧在套筒13上。为了另外保证在进行安装时支承设备9的最佳导向，卡箍状的中间部9a具有加宽板条9e，该加宽板条9e与电枢盘5的外轮廓匹配并且在支承设备9的安装状态下扇形状地包围电枢盘5的外轮廓并在那里平面贴合。这在图2中可以特别良好地看出。

支承设备9优选地采用塑料设计并且被制造成压铸件。对此，板状衰减元件8由粘弹性塑料材料制成，该粘弹性塑料材料具有特殊的特性，该特性用于在电磁制动器或离合器装置中的衰减功能。

所使用的粘弹性塑料材料可以具有聚氨酯结构，以便通过由过应力引起的反作用力的结构延缓撞击移动，该粘弹性塑料材料鉴于其粘弹性如此被设计，即，在由借助例如电枢盘5的加压引起的受力时，在约小于等于2秒的时窗之内且在室温约为20℃和25℃之间时，具有其依赖于速度的分量，即所谓的“过应力”，该“过应力”比不依赖于速度的分量，即所谓的“平衡应力”约大10％、优选大30％。在这样选择塑料材料时确保的是，一方面从由这种粘弹性塑料材料组成的衰减元件8迅速产生足够的力、即过应力可供使用，不过该过应力紧接着在所谓的松弛时间之内减少，从而对弹簧压力制动器的扭矩特性不产生影响或者仅产生少量影响。

结合图4对要应用的粘弹性塑料材料的特性进行说明。在图4中示出两个不同的时间图，其中分别示出电枢盘的移动、即弹簧压力制动器1中的行程/时间曲线并且还有衰减元件8亦即板状衰减元件8的力/时间曲线。在图4左边所示的图形中可以看出，电枢盘5非常迅速、例如在0.005秒之内移动并且衰减元件8被加压，而在图4右边示出一个图形，其中，电枢盘5比较缓慢地移动，这里约在两秒之内衰减元件8被加压。在图4左边可以清楚看出，过应力约为100％并且非常迅速地可供使用。对此在图4右边，由于以电枢盘5的明显低的速度给衰减元件8加压而使过应力明显较小。这里，过应力仅超过平衡应力约10％。在图4中，在两个图中，衰减元件的力曲线由附图标记40表示，并且电枢行程的曲线由附图标记50表示。依赖于时间的且由附图标记60表示的产生的最大过应力处于衰减元件8的力曲线60的最大值。平衡应力由附图标记70表示并且是不依赖于时间的常数，该常数同样通过选择粘弹性塑料来确定。

要使用的粘弹性塑料材料的参数可以除了所提到的特性以外或者与其分开还如此被选择，即，粘弹性塑料材料在室温在约20°至25°摄氏度的范围内具有约0.001至约20秒的松弛时间。此时，松弛时间是指这样的时间，在该时间之内，在产生过应力之后粘弹性塑料材料已复位到其平衡应力状态。

实际材料可以通过许多不同的松弛时间来描述。最后同样能够做到的是，除了所提到的特性以外或者与其分开来使用粘弹性塑料材料作为衰减元件8，该粘弹性塑料材料具有根据ISO 10846-2所测量的在0.35和约0.55之间的机械损耗因数，并且在该粘弹性塑料材料中，所谓的回跳弹性根据DIN 53512在约8％和20％之间。在这种材料方面特别有利的是，可以为此使用一种板状的粘弹性聚氨酯结构。这种板则是体积可压缩的，其中，为了成形而不需要型材或者空腔。在这种板状衰减元件的减压之后，板又呈现其原始形状和其原始体积。

在图1的实施例中，衰减元件8不是仅由已提到的粘弹性塑料材料形成。相反地，也在本发明范围内的是，所提到的环状衰减元件4、亦即在那里使用的O形环同样由粘弹性塑料材料组成，如其用于衰减元件8一样。

在图5中示出根据本发明的弹簧压力制动器1的第二实施例。已知的附图标记又表示相同部件。在第二实施例中，套筒13再次穿通电枢盘5。套筒13以凸出的法兰13a在端侧与装配面6贴合。在套筒13的该环状的凸出法兰13a和电枢盘5之间就位有由粘弹性塑料材料制成的环作为另外的衰减元件，如其在上面提到的那样。此时，该环14再次具有一种直径，该直径如此被设计，即，在电枢盘5碰撞摩擦盘7时，首先电枢盘5接触作为衰减元件起作用的环14，从而产生有效的噪声衰减。如图5另外所示，套筒13以具有缩小直径的前区域13b部分地穿通弹簧压力制动器的壳体1a。

附图标记列表

1 电磁制动器或离合器装置，弹簧压力制动器

1a 壳体

1b 槽

2 励磁线圈

3 压力弹簧

4 环，尤其是O形环

5 电枢，电枢盘

6 装配面

7 制动器或离合器盘，摩擦盘

8 由粘弹性塑料制成的板状衰减元件

9 支承设备

9a 中间部

9b 框架

9c 鼻部

9d 弧状部

9e 加宽板条

10 螺栓，压力螺栓

11 摩擦衬面

13 套筒

13° 法兰

13b° 套筒前区域

14 作为O形环被构成的由粘弹性塑料制成的衰减元件

30 壳体碰撞面/电枢盘

40 力/时间曲线

50 行程/时间曲线

60 过应力

70 平衡应力

X 中间轴

Claims (13)

1.一种电磁制动器或离合器装置(1)，其具有用于向至少一个摩擦盘(7)提供力的电磁可操纵的调节单元(25)，以及具有用于降低噪声的衰减装置，其特征在于，

作为衰减装置设置有由一种粘弹性塑料材料制成的一个或多个衰减元件(4、8、14)，其中，所述粘弹性塑料材料在受力时在小于约2秒的时窗之内且在室温约为20℃和25℃之间时，相对于其平衡应力具有≥约10％、优选≥约30％的过应力。

2.尤其是根据权利要求1所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，

所述粘弹性塑料材料在室温约为20℃和25℃之间的范围内时具有约0.001秒至约20秒的松弛时间。

3.根据权利要求1或2所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，

所述至少一个衰减元件(4、8、14)被构成为环或板。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，该电磁制动器或离合器装置(1)具有电枢盘(5)，所述电枢盘(5)在所述制动器或离合器盘(7)的方向上轴向可移动用于离合或制动，以及具有通过所述电枢盘(5)接合的套筒(13)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，所述衰减元件(8、14)配置在所述电枢盘(5)和装配面(6)之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，所述由粘弹性塑料制成的两个板状衰减元件(8)分别成对地围绕所述套筒(13)配置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，所述衰减元件(8、14)可松开地配置在所述电枢盘(5)和所述装配面(6)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，设置有支承设备(9)，所述支承设备(9)构成为U状，并且其中，在U状弯管上分别固定有所述板状衰减元件(8)。

9.根据权利要求8所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，

用于所述衰减元件(8、14)的所述U状支承设备(9)被固定在所述各套筒(13)的周围或者之上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，所述支承设备(9)被构成为笼状，并且其中，所述至少一个衰减元件(8)被夹紧保持。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，所述衰减元件(8、14)被构成为环并被固定在位于所述电枢盘(50和所述装配面(6)之间的套筒(13)上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，该电磁可操纵的弹簧压力制动器(1)被构成为弹簧压力制动器或离合器。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的电磁制动器或离合器装置(1)，其特征在于，该电磁可操纵的弹簧压力制动器(1)被构成为永久磁铁制动器或离合器。